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高压脉冲放电等离子体处理有色染料摘要：为了满足有色染料难降解的特殊处理要求研究建立了多针-板电极的高压脉冲放电等离子体体系以酸性大红作为有色染料的代表进行脱色。其脱色率随着电压上升、电极间距缩小电极数量的增大而升高。关键词：高压脉冲放电多针-板电极酸性大红脱色中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）01（a）-0-02目前我国的染料产量为每年42万t居世界第一位。染料废水是工业生产发生量最大、危害严重且难以治理的三大废水之一[1]。染料废水中污染物具有色度深COD浓度高有机污染物难生物降解甚至具有毒性和致癌性等特点[2]。近年来出现了一些以产生氧化自由基为主的高级氧化水处理技术脉冲放电等离子体处理技术就是其中一种[3]。高压脉冲放电水处理技术以占地面积小、高效、无二次污染、使用能源清洁、处理对象无选择性而有明显的优越性。被认为是21世纪废水处理最有发展前途的技术之一[4]。该文采用针板式电极高压脉冲放电等离子体处理模拟酸性大红染料。1试验部分1.1试验装置试验装置由针板式反应器、脉冲电源、火花开关系统组成。高压脉冲反应器采用有机玻璃制造内径100mm高度150mm反应器电极形式为针板式选用3mm厚的不锈钢板作为接收极。反应器器壁有进出气口和进出水口反应器两端的放电极与接收极通过1个法兰结构与反应器主体相连而且可以上下调整放电极与接收极的距离。1.2有色染料制备用分析纯酸性大红和去离子水配制模拟废水1.3去除率公式通过分光光度计测试在不同条件、不同时间下处理后的甲基橙溶液的吸光度再根据下面的公式计算出这个酸性大红溶液的脱色率（ρ）。ρ（%）=式中A：初始吸光度；A0：处理后的吸光度。2结果与讨论2.1酸性大红浓度对去除率的影响反应器安装三个针板式电极电极间距调整为3mm频率设定为25Hz在启动电源后将电压迅速增加到30kV。选取配制好的10、20、40、60、80mg/L的酸性大红溶液各100mL。处理10min后停止放电分别取样测试吸光度计算脱色率（图1）。结果表明随着放电时间的增加各初始浓度下的脱色率逐渐降低。随着染料初始浓度的增大实际降解染料分子的数目在增加但是染料分子的量超过了脉冲放电体系中产生的自由基数目染料降解率呈下降趋势初始浓度越小降解速率越快初始浓度为10mg/L的酸性大红溶液的色度去除率在10min达到67%而初始浓度为80mg/L的酸性大红溶液的色度去除率在10min的只达到38%。初始酸性大红染料的质量浓度越低染料的脱色速率越快电晕放电产生的臭氧利用率越高其相对色度去除率虽然高但绝对色度去除率随初始浓度的降低而降低。2.2脉冲频率对去除率的影响在脉冲电压为30kv电极间距为3mm安装三个针板式电极考察脉冲频率分别为5、10、15、20、25Hz时放电体系对染料废水的脱色效果（图2）。结果表明在本反应体系中脉冲频率的变化对染料废水的脱色效果影响显著随着系统脉冲频率的增大传入脱色反应体系的总能量也必将增大单次放电的能量随之增加从而导致有机染料废水的脱色率增大[5]2.3电极间距对去除率的影响选取3份10mg/L的酸性大红溶液各100mg/L电极数量为三个针式电极放电时间为30min输入电压为30kV放电频率为25Hz改变针式电极的距离为、3、5mm测试3份样品的吸光度计算脱色率（图3）。随着放电距离的减小酸性大红溶液的脱色率逐渐提高这是因为针板电极间距太小时容易发生溶液击穿使得活性物质的浓度大大降低能量的利用率下降从而导致脱色效率的提高。2.4电极数量对去除率的影响选取五份10mg/L的酸性大红溶液各100mL电极间距为3mm放电时间为10min分钟输入电压为30kV放电频率为25Hz改变针式电极的数量测试五份样品的吸光度计算脱色率（图4）。电极数量的增加也影响到酸性大红溶液的脱色率但是并非直线关系主要由于实验的条件以及仪器的精密程度电极在放电过程中出现损耗多个电极情况下不会出现所有电极同时放电的情况而且多电极的放电的范围也比单一的放电极要好也有可能对有色染料的净化产生好的影响。3结语采用针-板式高压脉冲放电等离子体技术处理含偶氮染料酸性大红的模拟废水当废水投加量为10mL脉冲频率为25Hz电极间距为3mm电极数量为3反应时间为30min时酸性大红染料的脱色率为78%。